Is i bevægelse:Satellitter ser årtiers ændringer

Nye time-lapse-videoer af Jordens gletsjere og indlandsis set fra rummet-nogle strækker sig over næsten 50 år-giver forskere ny indsigt i, hvordan planetens frosne områder ændrer sig.

På en mediebriefing 9. december på det årlige møde i American Geophysical Union i San Francisco, forskere frigav nye tidsserier med billeder af Alaska, Grønland, og Antarktis ved hjælp af data fra satellitter, herunder NASA-U.S. Geologisk undersøgelse Landsat missioner. En billedserie fortæller illustrerer de dramatiske ændringer i Alaskas gletschere og kan advare om fremtidig tilbagetrækning af Hubbard -gletsjeren. Over Grønland, forskellige satellitoptegnelser viser en fremskyndelse af istidens tilbagetog fra og med 2000, samt smeltevandsdamme, der spredte sig til højere højder i det sidste årti, som potentielt kan fremskynde isstrømmen. Og på ishylder i Antarktis, udsigten fra rummet kunne afsløre søer gemt under vintersneen.

Brug af billeder fra Landsat -missionen, der går tilbage til 1972 og fortsætter gennem 2019, glaciolog Mark Fahnestock fra University of Alaska Fairbanks, har syet sammen seks sekunders tidsforløb for hver gletscher i Alaska og Yukon.

"Vi har nu så lang tid, detaljeret registrering, der giver os mulighed for at se på, hvad der er sket i Alaska, "Sagde Fahnestock." Når du spiller disse film, du får en fornemmelse af, hvor dynamiske disse systemer er, og hvor ustabil isstrømmen er. "

Videoerne illustrerer tydeligt, hvad der sker med Alaskas gletschere i et opvarmet klima, han sagde, og fremhæve, hvordan forskellige gletschere reagerer på forskellige måder. Nogle viser stigninger, der holder pause i et par år, eller søer, der dannes, hvor is før var eller endda affald fra jordskred, der gør vej til havet. Andre gletschere viser mønstre, der giver forskere antydninger af, hvad der driver gletsjerændringer.

Columbia Glacier, for eksempel, var relativt stabil, da den første Landsat-satellit blev lanceret i 1972. Men startede i midten af ​​1980'erne, gletsjeren begyndte hurtigt at trække sig tilbage, og i 2019 var 20 km opstrøms. Sammenlignet med, Hubbard -gletsjeren har avanceret 5 miles i de sidste 48 år. Men Fahnestocks time-lapse ender med et 2019-billede, der viser en stor fordybning i gletscheren, hvor isen er brudt af.

"Denne kalvning er det første tegn på svaghed fra Hubbard -gletsjeren i næsten 50 år - det er gået fremad gennem den historiske rekord, "sagde han. Hvis sådanne forandringer vedvarer i de kommende år, det kan være et tegn på, at forandring kan komme til Hubbard, han sagde:"Satellitbillederne viser også, at disse former for kælning var tilstede i årtiet, før Columbia trak sig tilbage."

Landsat -satellitterne har givet den længste kontinuerlige registrering af Jorden fra rummet. USGS har genbehandlet gamle Landsat -billeder, hvilket gjorde det muligt for Fahnestock at håndplukke de klareste Landsat -scener for hver sommer, over hver gletscher. Med software og computerkraft fra Google Earth Engine, han lavede serien af ​​time-lapse-videoer.

Forskere bruger også langsigtede satellitoptegnelser til at se på grønlandske gletsjere. Michalea King of Ohio State University analyserede data fra Landsat -missioner tilbage til 1985 for at studere mere end 200 af Grønlands store outlet -gletschere. Hun undersøgte, hvor langt gletsjerfronterne har trukket sig tilbage, hvor hurtigt isen flyder, og hvor meget isgletsjere taber i løbet af dette tidsrum.

Hun fandt ud af, at Grønlands gletsjere i gennemsnit trak sig tilbage omkring 5 km mellem 1985 og 2018 - og at den hurtigste tilbagetrækning fandt sted mellem 2000 og 2005. Og da hun så på mængden af ​​isis, der kom ind i havet, hun fandt ud af, at det var relativt stabilt i de første 15 år af rekorden, men begyndte derefter at stige omkring 2000.

"Disse gletschere kalver mere is i havet, end de var før, "King sagde." Der er et meget klart forhold mellem tilbagetrækningen og stigende ismassetab fra disse gletschere i løbet af 1985-til-nu-rekorden. "Mens King analyserer is tabt fra forsiden af ​​gletscheren, James Lea fra University of Liverpool i Det Forenede Kongerige bruger satellitdata til at undersøge issmeltning oven på Grønlands gletschere og indlandsis, som skaber smeltevandssøer.

Disse smeltevandsøer kan være op til 5 km på tværs og kan dræne gennem isen i løbet af få timer, Lea sagde, som kan påvirke hvor hurtigt isen flyder. Med computerkraften fra Google Earth Engine, Lea analyserede billeder af den grønlandske indlandsis fra Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) på Terra -satellitterne for hver dag i hver smeltesæson i løbet af de sidste 20 år - mere end 18, 000 billeder i alt.

"Vi kiggede på, hvor mange søer der er om året på tværs af indlandsisen og fandt en stigende tendens i løbet af de sidste 20 år:en stigning på 27 procent i søer, "Sagde Lea." Vi får også flere og flere søer i højere højder - områder, som vi ikke forventede at se søer i før i 2050 eller 2060. "

Når disse smeltevandsdamme i højden slår igennem iskappen og dræner, det kan få isen til at fremskynde, han sagde, udtynding af isen og fremskyndelse af dens død.

Det tager ikke altid årtiers data at studere polære funktioner - nogle gange giver kun et år eller to indsigt. Den antarktiske indlandsis oplever overfladesmeltning, men der er også søer flere meter under overfladen, isoleret af lag af sne. For at se, hvor disse underjordiske søer er, Devon Dunmire fra University of Colorado, Kampesten, brugte mikrobølge radarbilleder fra European Space Agency's Sentinel-1 satellit. Sne og is er dybest set usynlige for mikrobølgestråling, men flydende vand absorberer det stærkt.

Dunmires nye undersøgelse, fremlagt på AGU -mødet, fandt søer, der spredte iserne på George VI og Wilkins nær Antarktis -halvøen - selv nogle få, der forblev flydende i hele vintermånederne. Disse skjulte søer kan være mere almindelige, end forskere havde troet, hun sagde, bemærker, at hun fortsat leder efter lignende træk på tværs af kontinentets ishylder.

"Der er ikke meget kendt om distribution og mængde af disse underjordiske søer, men dette vand ser ud til at være udbredt på ishylden nær den antarktiske halvø, "Sagde Dunmire, "og det er en vigtig komponent at forstå, fordi smeltevand har vist sig at destabilisere ishylder."